Войти
Цементит (или карбид железа ) - это соединение из железо и углерод, точнее промежуточный переходный металл карбид с формулой Fe 3 C. По весу это 6,67% углерода и 93,3% железа. Он имеет ромбическую кристаллическую структуру. Это твердый, хрупкий материал, обычно классифицируемый как керамика в чистом виде, который часто встречается и является важным компонентом в черной металлургии. Хотя цементит присутствует в большинстве сталей и чугунов, он производится в качестве сырья в процессе карбида железа, который принадлежит к семейству альтернативных технологий производства чугуна. Название цементит возникло в результате исследований Флориса Осмонда и Дж. Верта, где структура затвердевшей стали теоретически состоит из своего рода ячеистой ткани с ферритом в качестве ядра и Fe 3 C конверт ячеек. Таким образом, карбид цементировал железо.
Орторомбическое Fe 3 C. Атомы железа имеют синий цвет. 
Фазовая диаграмма железо-углерод В системе железо-углерод (т. Е. углеродистые стали и чугуны ) он является обычным компонентом потому что феррит может содержать не более 0,02 мас.% несвязанного углерода. Следовательно, в углеродистых сталях и чугунах, которые медленно охлаждаются, часть углерода находится в форме цементита. Цементит образуется непосредственно из расплава в случае белого чугуна . В углеродистой стали цементит выделяется из аустенита, когда аустенит превращается в феррит при медленном охлаждении, или из мартенсита во время отпуска. Тесная смесь с ферритом, другим продуктом аустенита, образует пластинчатую структуру, называемую перлит.
, тогда как цементит термодинамически нестабилен и в конечном итоге превращается в аустенит (низкий уровень углерода) и графит (высокий уровень углерода) при более высоких температурах, он не разлагается при нагревании при температурах ниже эвтектоидной температуры (723 ° C) на метастабильной фазовой диаграмме железо-углерод.
Цементит изменяется с ферромагнитного на парамагнитный при его температуре Кюри приблизительно 480 К.
Молярный объем в зависимости от давления для цементита при комнатной температуре. Природный карбид железа (содержащий незначительные количества никеля и кобальта) встречается в железных метеоритах и называется когенитом в честь немецкого минералог Эмиль Коэн, который первым его описал. Поскольку углерод является одним из возможных второстепенных компонентов легких сплавов металлических ядер планет, свойства цементита (Fe 3 C) в качестве простого заменителя когенита исследуются экспериментально при высоких давлениях и температурах. На рисунке показано поведение при сжатии при комнатной температуре.
Существуют другие формы метастабильных карбидов железа, которые были обнаружены в закаленной стали и в промышленном процессе Фишера-Тропша. К ним относятся карбид эпсилон (ε), гексагональный плотноупакованный Fe 2-3 C, выделения в углеродистых сталях с содержанием углерода>0,2%, отпущенные при 100–200 ° С. Нестехиометрический ε-карбид растворяется при температуре выше ~ 200 ° C, при этом начинают образовываться карбиды Хегга и цементит. Карбид Хегга, моноклинный Fe5C2, выделяется в закаленной инструментальной стали , отпущенной при 200–300 ° C. Он также был естественным образом обнаружен в виде минерала Эдскоттит в метеорите Веддерберна. Определение характеристик различных карбидов железа вовсе не является тривиальной задачей, и часто дифракция рентгеновских лучей дополняется Мессбауэровская спектроскопия.
